Tests mit Zeiten und Uhren in Java

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11.01.2023

Ich habe vor nicht allzu langer Zeit hier bereits darauf hingewiesen, dass vieles, das aktuell in riesigen Frameworks vermeintlich erfunden wurde und wird bereits (seit langem) Teil von Java SE ist.

Will man Tests - speziell Unit-Tests - in Java schreiben, bei denen man bestimmte Assertions auf die verronnene Zeit anwenden oder das Verhalten des eigenen Codes nach Ablauf einer ganz bestimmten Zeitspanne anwenden möchte, hat man das Problem, das heutigen Multicore-Architekturen inhärent ist: Man kann (ohne Echtzeitbetriebssystem) keine genauen Aussagen darüber machen, wie lange ein bestimmtes Stück Code für seine Abarbeitung benötigt.

Dann hat man in den oben beschriebenen Szenarien nur die Möglichkeit, relativ weite Grenzen für die Zeiten zu setzen, innerhalb derer der jeweilige Test noch als verifiziert gelten soll. Andererseits wird in der heutigen Softwareentwicklung der Code nicht nur einmal gebaut - in einer perfekten Welt sollte ein Build-Server existieren, der jeden Push auf bestimmte Branches mit einem Sanity-Check-Build beantwortet. Auf diesem Buildserver können aber ganz andere Ressourcenvoraussetzungen bestehen, als auf Entwicklerrechnern, was dazu führen kann, dass solche wie die beschriebenen Tests wieder reihenweise durchfallen.

Früher konnte man in Tests noch etwas erreichen, indem man statische Methoden zur Bestimmung der aktuellen Zeit gemockt hat. Heute gibt es einen eleganteren Weg: Man legt - zum Beispiel über entsprechende Architekturregeln, die mit korrespondierenden Tests automatisch überprüft werden - fest, dass nur noch die Methoden im Paket java.time für jegliche Operationen zur Bestimmung von Zeitpunkten benutzt werden. Diese Methoden akzeptieren alle einen (optionalen) Parameter vom Typ java.time.Clock - und die hierfür verwendete Instanz wird dann nicht direkt erzeugt, sondern von einem Dienst erfragt. In Tests kann man dann einen anderen Dienst benutzen, der eine MutableClock zurückliefert, deren Zeitwert sich beliebig manipulieren lässt. So arbeit zu testender Code immer mit der korrekten und wiederholt derselben Zeit.

Dieses System habe ich selber ausprobiert und dabei gleich noch eine Verbesserung vorgeschlagen: Normalerweise lassen sich BeanContext-Services ja nur von Beans Nutzen, die im gleichen BeanContext registriert sind, wie die Services. Das lässt sich durch die Verwendung zum Beispiel des folgenden Ansatzes aushebeln:

import java.beans.beancontext.BeanContextChildSupport;
import java.beans.beancontext.BeanContextServices;
import java.beans.beancontext.BeanContextServicesSupport;
import java.util.TooManyListenersException;

/** * Usable for testing. For example: * <pre> * MutableClock mc=MutableClock.of(Instant.ofEpochMilli(1000000000), ZoneId.systemDefault()); * GlobalContext.getContextServices().addService(ClockSource.class,new ClockSourceServiceProvider(mc)); * ClockSource clockSource= GlobalContext.getService(ClockSource.class); * System.out.println(Instant.now(clockSource.getClock())); * mc.add(5, ChronoUnit.MINUTES); * System.out.println(Instant.now(clockSource.getClock())); * </pre> */ public class GlobalContext { private static final BeanContextServicesSupport context = new BeanContextServicesSupport(); // a bean context private static final BeanContextChildSupport bean=new BeanContextChildSupport(); static { getContextServices().add(bean); }

public static BeanContextServices getContextServices() { return context; }

public static <T> T getService(Class<T> cls) throws TooManyListenersException { return (T)getContextServices().getService(bean,bean,cls,bean,bean); } }

Ein angenehmer Nebeneffekt dabei ist, dass die zurückgegebene Instanz durch die Generifizierung der Methode nicht - wie sonst im Umfeld des BeanContext allgemein üblich - erst noch gecastet werden muss, sondern direkt verwendet werden kann.

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